基于plc技术的污水处理控制系统设计毕业论文

1、电子技术课程设计报告题 目： plc控制的污水系统 学生姓名： 张晗 学生学号： 1314050341 年 级： 13级 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气（3）班 指导教师： 聂文燕 机械与电气工程学院制2015年11月PLC的污水控制系统的设计学生：张晗指导老师：聂文燕机械与电气工程学院 电气工程及其自动化摘 要目前，我国大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准。污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理是急需解决的主要问题。中国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定，所以如何建立有效的自控

2、系统，优化运行效果，减少运行费用，具有重要意义。本文介绍了工厂污水处理的基本工艺和流程，并通过研究设计一套基于PLC控制的污水处理系统。文章首先介绍了基于PLC污水处理控制系统的工艺及相关流程，控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计PLC控制系统的基本原则和步骤，来说明PLC在污水处理过程中的应用。先根据污水处理要求设计了设备的电器控制与自动控制线路，主要包括设备的启停、状态信号故障信号、和信号采集等，最后按照工艺要求设计PLC控制系统，其中包括PLC的选型、系统资源配置以及按照污水处理工艺编制PLC程序。关键词：污水处理，PLC，工艺流程 71 / 71文档可自由编辑打印1工业污水处理控制

3、系统总体介绍1.1工业污水处理基本概念城市污水、生活污水、生产污水或经过工业企业局部处理后的生产污水，往往都排入排水系统。这些污水除含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。经处理后的污水，最后出路有三种：排放水体；灌溉田地；重复使用。污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。好氧有机污染物的性质稳定，在微生物的作用下，借助微生物的新

4、陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定的无机物。有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程实际中，采用以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧量（Bio-chemical Oxygen Demand, BOD）mg/L、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) mg/L、总有机碳(Total Organic Carbon) mg/L、总需氧量(Total Oxygen Demand) mg/L。虽然BOD20。能较精确地描述污水的生化需氧量，但其测定的时间太长，需20天。考虑到好氧分解速率一

5、般在开始的几天最快，在20温度下，污水五日生化需氧量(BOD5)，约占BOD20的70%80%，因此把BOD5作为衡量污染水的有机物浓度指标。化学需氧量(COD)的特点是能够精确的表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，但它不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量。1.2本设计系统工业污水处理工艺及描述：本工业污水处理工艺流程图如下图2-4所示：图2-4 工艺流程图污水由进水系统通过粗格栅和清污机进行初步排除大块杂质物体，到达除砂池中。在除砂池系统中细格栅和转鼓清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，将污水中的细小沙粒滤除后进入氧化沟反应池。在该氧化沟系统中进行生化处理，分解污水中的有害物质，

6、此环节用到一些化学药剂来加强处理效果，如复合碱、氯气、油絮凝剂等。对污水进行除油、消毒、调整PH值。同时在该系统中设置有溶解氧仪超声波检测器，通过它对污水中的含氧量进行检测，根据其反馈到PLC的值来控制曝气机变频器的运行，改变污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推进水流，使氧化沟的污水和活性污泥处于剧烈搅拌充分混合接触，使生化反应更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。经处理的污水进入沉淀池中，在刮泥机的作用下进行物理沉淀，为了加强沉淀效果，同时加入混凝剂和絮凝剂利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用更加容易沉降。污水经沉淀池处理最后到达脱水环节，离心式脱水机作用下进行脱水处理后排出清水。1

7、.3工业污水处理系统控制形式早期的控制系统多采用继电器接触器控制系统，但随着电子技术的飞速发展，控制要求的不断提高，该类控制方法已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方。（1）DCS系统。DCS是集散控制系统的简称，又称为分布式计算机控制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等相互渗透形成的。由计算机和现场终端组成，通过网络将现场控制站、检测站和操作站、控制站等连接起来，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各类生产过程，可提高生产自动化水平和管理水平，其主要特点如下：采用分级分布式控制，减少了

8、系统的信息传输量，使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制，使系统的危险性分散，可靠性提高。扩展能力较强。软硬件资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。（2）现场总线控制系统。现场总线控制系统是由DCS和PLC发展而来的，是基于现场总线的自动控制系统。该系统按照公开、规范的通信协议在智能设备之间，以及智能设备与计算机之间进行数据传输和交换，从而实现控制与管理一体化的自动控制系统，其优点：可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应快，实时性好。通信协议公开，不同产品可互连。（3）PLC系统。PLC是可编程逻辑控制器的简称，用它作为处理系统的控制器，实现控制系统的功能要求，也可利用计算机作为其

9、上位机，通过网络连接PLC，对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程方便，开发周期短，维护容易。通用性强，使用方便。控制功能强。模块化结构，扩展能力强。1.4工业污水处理系统的功能要求工业污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了迅速发展，但仍滞后于城市发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能， 并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。 PLC作为工业污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更

10、加简单，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。 利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。2 硬件系统配置2.1主要组成部分工业污水处理系统的结构比较复杂，设备较多，在氧化沟中其控制过程及原理大致相同，都是通过控制曝气机的转速来调节污水中的含氧量，其基本组成如图3-1所示。图4-1工业污水处理系统基本组成示意图(1）进水系统。进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水

11、管道主要由粗格栅机和清污机组成，进水泵房主要有两台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的大块物体排除，其中的粗格栅是根据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是根据粗格栅两侧的液位差来决定的，当液位差超过某个值时，启动清污机；当液位差小于某个值时停止清污机的运行。进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器来决定的，当液位较低时只启动一台潜水泵，当液位较高时启动两台潜水泵，若液位持续升高时，则输出报警以示意有故障发生。 (2）除砂系统。除砂系统主要由细格栅系统和沉砂池组成，细格栅系统是由细格栅机和转鼓清污机组成，沉砂池的主要设备是分离机。细格栅系统的主要功能是进一步

12、净化污水中的颗粒物体，将污水中细小的沙粒滤除，其中的细格栅机是根据程序设定时间进行间歇工作，而转鼓清污机的运行和停止则根据细格栅两侧的液位差来决定，当液位差超过某个值时，启动清污机；当液位差小于某个值时停止清污机的运行，这和粗格栅系统的运行方式一致。沉砂池中分离机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟曝气机的时候同时启动分离机，对沉砂池中的沙粒进行排除。(3）氧化沟系统。氧化沟系统由氧化沟和污泥回流系统构成，氧化沟是工业污水处理系统中最重要的环节，因此控制量较多，控制过程叫复杂，包括转碟曝气机和潜水搅拌机，污水回流系统主要有污泥回流泵构成。氧化沟的功能是对污水进行生化处理，分解污

13、水中的有害物质，使其达到一定的水质标准，其中是转碟曝气机是关键设备，在氧化沟中设置有溶解氧仪对污水中的含氧量进行检测，根据其反馈到PLC的值来控制曝气机变频器的运行，改变污水中溶解氧的含量。 (4）沉淀系统。沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行氧化沟处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分离，刮泥机在整个系统启动后就开始持续运行。在该系统中用到一定化学药剂主要包括混凝剂、絮凝剂、复合碱等，主要用来调节改善混凝条件及絮凝体结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小松散的絮凝体变的粗大而紧密，容易发生沉降。(5）污泥脱水环节。污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对氧化池中处理过

14、污水的活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此需要先对活性污泥添加一定量的药物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备按照顺序控制的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水处理。2.2电气控制系统电气控制系统主要包括操作面板、显示面板、电气控制柜等单元。由于在该系统中需要检测较多的数字输入量，并且还要检测模拟量的输入，根据设定的程序进行数据处理后，输出控制信号，因此系统的控制逻辑与时序就需要严格照检测信号的输入进行控制。(1）操作面板。操作面板主要包括手动、自动、各类设备的启动按钮等。(2）显示面板。

15、显示面板由于要显示较多的数据，因此一般采用触摸屏或者人机界面。(3）电气控制柜。电气控制柜是电气控制的核心设备，主要包括变频器、各类传感器的输入信号、PLC及其扩展模块等。2.3工业污水处理系统的工作原理2.3.1控制系统总体框图工业污水处理系统的电气控制系统总框图如图4-2所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入，以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。3-2电气控制系统框图2.3.2工作过程在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感

16、器的状态对设备进行启停控制，其工作过程如下。(1）接通电源，启动自动控制方式，启动潜水搅拌器和刮泥机。(2）运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。(3）根据反馈回来的液位差状态控制清污机的运行与停止。(4）进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。 (5）转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行控制，同时控制分离机的运行与停止。(6）污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。(7）在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采用顺序控制方式，依次启动其设备。2.3.3工业污水处理系统主电路设计图3-3为工业污水处理系统的主电路图的

17、部分图。三台电机分别为潜水泵电机（M1）、清污机电机（M2）、转碟曝气机电机（M3）。接触器KM3、KM2、KM6分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM5、KM9分别控制M1、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台电机过载保护用的热继电器；QF1、主电路的空气开关；FU1为主电路的熔断器。选用的MM430变频器是用来控制电机M1、M3变频运行的。图3-3工业污水处理系统部分主电路图2.4 PLC选型根据工业污水处理系统的电气控制系统的功能要求，以及其复杂程度，从经济性、可靠性等方面来考虑，选择西门子S7200系列PLC作为工业污水处理系统的电气控制系统的控制主机。由于工业污水

18、处理电气控制系统涉及较多的输入输出端口，其控制过程相对复杂，因此采用CPU226作为该控制系统的主机。CPU226在工业污水处理系统中使用的数字量输入点和输出点都比较多，因此除了PLC主机自带的I/O外，还需要扩展一定数量的I/O扩展模块。在此采用EM223输入/输出混合扩展模块。8点DC输入8点输出型。2.5 PLC的I/O资源配置根据系统的功能要求，对PLC的I/O进行配置，具体分配如下表。2.5.1数字量输入部分表3-4 数字输入量地址分配输入地址输入设备输入地址输入设备I0.0急停I1.4手动刮泥机启动I0.1手动方式I1.5手动污泥回流泵启动I0.2自动方式I1.6手动分离式脱水机启

19、动I0.3自动启动确认I1.7手动污泥泵启动I0.4手动粗格栅机启动I2.0手动转碟曝气机加速I0.5手动清污机启动I2.1手动转碟曝气机减少I0.6手动潜水泵启动I2.2粗格栅液位差计I0.7手动细格栅机启动I2.3细格栅液位差计I1.0手动分离机启动I2.4进水泵房液面高位传感器I1.1手动转碟曝气机工频启动I2.5进水泵房液面低位传感器I1.2手动转碟曝气机变频启动I2.6污泥回流泵液面高位传感器I1.3手动潜水搅拌机启动I2.7污泥回流泵液面低位传感器2.5.2数字量输出部分表3-5数字输出量地址分配输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.0粗格栅机接触器Q0.7潜水搅拌机接触器Q0.1

20、清污机接触器Q1.0刮泥机接触器Q0.2潜水泵接触器Q1.1污泥回流泵接触器Q0.3细格栅机接触器Q1.2离心式脱水机接触器Q0.4分离机接触器Q1.3潜水泵报警Q0.5转碟曝气机工频接触器Q1.4污泥回流泵报警Q0.6转碟曝气机变频接触器2.5.3模拟量输入部分由于需要采集一个溶氧仪所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体I/O分配，如下表3-6所示。表3-6 模拟量输入地址分配输入地址输入设备AIW0溶解氧仪2.5.4 模拟量输出部分在此控制系统中需要将采集回来的模拟量进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行控制，进行控制其他设备的运行，如下表3-7所示。表3-7模拟量输

21、出地址分配输出地址输出设备AQW0经PID运算输出根据控制系统的功能要求，设计出工业污水处理控制系统的硬件连线图如图3-8所示，此控制面板上的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。图3-8工业污水处理系统PLC硬件接线图3 软件系统设计3.1总体流程设计 根据系统的控制要求，控制过程可以分为手动控制功能和自动运行功能。在手动控制模式下，每个设备可以单独运行，以测试设备的性能，如图4-1所示。图4-1模式选择流程图3.1.1手动模式 在手动模式下，可单独调试每个设备的运行，如图5-2所示。在此模式下，可以通过按钮对格栅机、清污机、转碟曝气机、刮泥机，以及各类泵进行控制，对

22、于转碟曝气机的控制，可以通过按钮增大或减小变频器的频率来改变其速度，以检测调试性能。图4-2手动操作模式流程图3.1.2自动模式 处于自动方式时，系统上电后，按下自动启动确认后系统运行，系统开始工作，其工作过程包括以下几个方面。（1）系统上电后，按下自动启动确认按钮，启动潜水搅拌器和刮泥机。（2）启动粗格栅系统。（3）启动潜水泵。（4）启动细格栅系统。（5）启动曝气沉砂系统。（6）启动污泥回流系统。（7）启动污泥脱水系统。以上工作过程并不是顺序控制方式，而是按照PLC检测到传感器状态进行启动如图4-3所示。图4-3 自动操作模式流程图在自动控制模式流程图中，调用了各个控制系统的程序，主要包括粗

23、格栅系统程序、潜水泵程序、细格栅系统程序、曝气沉砂系统程序、污泥回流泵系统程序。以及污泥脱水系统程序，以下将分别介绍各个子程序的工作过程。粗格栅系统程序主要控制粗格栅机和清污机的运行，其工作过程包括以下几个方面。（1）自动过程开始启动粗格栅机，定时20min。（2）定时到，停止运行粗格栅机2h。（3）2h定时到，运行粗格栅机20min，循环进行。（4）同时检查液面差，若超过设定值则启动清污机。（5）液面差值低于设定值，停止清污机运行。 粗格栅系统工作流程图如图4-4所示。图4-4粗格栅系统工作流程图潜水泵程序主要控制潜水泵的运行和停止，其工作过程包括以下几个方面：（1）自动过程开始启动潜水泵。

24、（2）检测液面高度，低于最低位传感器时，开始定时防止误判。（3）定时到后，若仍低于最低位传感器，则停止潜水泵运行，否则潜水泵继续运行。（4）检测液面处于中位和高位传感器之间时，开始定时防止误判。（5）定时到后，若液面仍持续处于高位传感器，则输出报警信号。潜水泵工作流程图如图4-5所示。图4-5潜水泵工作流程图细格栅系统程序与粗格栅系统程序相似，主要控制细格栅机和转鼓清污机的运行，其工作过程包括以下几个方面：（1）自动过程开始，启动细格栅机，定时20min。（2）定时到，停止运行细格栅机2h。（3）2h定时到，运行细格栅机20min，循环进行。（4）同时检测液面差，若超过设定值则启动转鼓清污机。

25、（5）液面差低于设定值，停止转鼓清污机运行。图4-6细格栅系统工作流程图曝气沉砂系统工作流程图如图4-7所示。4-7曝气沉砂系统工作流程图污泥回流系统程序主要控制污泥回流泵的运行和停止，其工作过程包括以下几个方面。（1）自动过程开始首先检测液面高低，若低于最低位传感器，启动定时。（2）定时到，若液面仍低于最低位传感器则停止回流泵运行。（3）若液面处于最高位和最低位之间，启动污泥回流泵。（4）若液面高于最高位传感器时，启动定时。（5）定时到，若液面仍处于最高位传感器时，输出报警信号。污泥回流系统工作流程图如图4-8所示。图4-8污泥回流系统工作流程图污泥脱水系统程序主要控制离心式脱水机，启动定时

26、。（1）自动过程开始首先启动离心式脱水机，启动定时。（2）定时到，启动聚合物泵，启动定时。（3）定时到，启动污泥泵和切割机。污泥脱水系统工作流程图如图4-9所示。图4-9污泥脱水系统工作流程图在设计程序过程中，会用到许多中间继电器、寄存器、定时器等软元件，为了便于编程及修改，在程序编写前应先列出可能用到的软元件， 3.2曝气过程控制的任务工业污水处理后的水质是否达到排放标准，其中生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）是重要的水质指标。BOD是指在有氧条件下，降解有机物所需的氧量。COD是指在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。BOD的测定需费时5天，且测定结果易

27、受多种因素影响，误差较大。COD的检测比较精确，但方法繁琐，耗时约2小时。虽然有COD浓度在线检测仪可以在线检测，但仍存在滞后（30分钟左右），测量结果严重滞后于实际运行时间，不能及时反映实际情况。另外，COD检测仪的价格也较昂贵，增加了控制系统的成本。所以有必要找出简单、可行的控制参数。在好氧反应过程中，参与工业污水处理的是以好氧菌为主体的微生物，决定其处理效果的关键因素是反应池中溶解氧的含量。为了使微生物的活动最佳化，应该使供氧量与消耗的氧量相等，或稍大一些。如果供氧量少，处理的水质和污泥的活化就要降低如果供氧量过多，污泥的沉降性差，处理水质也差，另外也不经济。由此可见，混合液中溶解氧浓度

28、(DO)是好氧反应中一个重要的控制参数。如果控制曝气设备的最佳溶解氧浓度，就能使处理水质优化，也能节约动力费用，并且由于DO的在线检测简单、可靠，因此把DO作为工业污水处理过程的控制参数。3.3氯气投加环节氯气投加消毒效果的好坏与原水PH值、水温、浊度和接触时间有直接的关系。人工进行加氯量控制，不仅对操作工人不安全，而且投加量也难以准确控制。投加量少了，达不到杀菌消毒效果；投加量多了虽杀菌效果得到了保证，但水将呈氯臭味难以饮用，此外管道腐蚀将加剧，生产成本也上升。近年来，人工加氯逐渐被自动方式取代。氯气投加系统具有大惯性、大滞后的特点，其过渡过程和纯滞后时间均较长，并且系统的干扰因素较多，对这

29、样一个系统，使用一般的PID调节很难满足控制要求。为了精确控制投加的氯量，运用模糊自整定PID参数控制器对氯气投加系统进行自动控制。氯气投加自动控制系统如图4-11所示。图4-11氯气投加自控原理图3.4絮凝剂投加环在污泥脱水过程中为增加沉淀效果，使污水中悬浮颗粒能够形成具有良好沉淀性能的絮凝体，达到泥水充分分离的处理效果，需进行絮凝剂投加。其控制过程主要是通过污泥浓度、污水流量、絮凝剂浓度等因素控制来完成的。其PID调节的模糊控制过程与上述两个非线性控制环节类似，具有大时滞、非线性的特点。由于混凝过程的复杂性和多变性，混凝投药的自动控制一直受到控制行业和污水行业专家的普遍关注。3.5 PID

30、控制对于工业控制过程, 常规的 PID 控制器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点，因此在控制理论和技术飞跃发展的今天，在工业控制领域仍具有强大的生命力。常规的PID控制器的描述如式（4.1）所示：ni=0U n=kpEn+kiEi+KdECn （4.1）其中各参数代表的意义是：Un：控制器的输出En：控制器偏差输入ECn：系统误差变化率kp：比例增益ki：积分增益kd：微分增益比例增益kp使控制器的输入输出成一一对应比例关系。一旦输入输出有偏差，比例作用会立即产生控制作用，比例控制是用来调节系统的静态增益的，它是基于偏差进行调节的，是有差调节。为了尽量减小偏差，同时也为了加快系统的

31、响应速度，缩短系统的调节时间，需要增大kp值。但是因为kp值又受到系统稳定性的限制，所以kp值不能任意的增大。积分作用ki是为了消除静差而引入的。然而，ki值的引入使得系统的响应的快速性下降，稳定性变差。尤其在系统出现大偏差阶段时，积分往往使得系统的响应出现过大的超调，从而使调节时间变长。微分作用kt的作用使之能够根据偏差变化的趋势作出反应，它加快了对偏差变化的反应速度，能够有效地减小超调，缩小最大动态偏差。但是，同时又会使系统容易受到高频干扰的影响。在实际的系统设计中只有合理地整定上述三个参数，才能获得比较满意的控制性能。在污水的自动控制中，混凝剂投加、氯气投加和曝气环节由于过程的复杂性、多

32、变性、非线性和大滞后的特点，采用的PID控制算法难以实现准确和高效的控制。为此在常规的PID控制基础上，采用模糊推理的方法，对PID的控制参数进行在线自整定，从而完善PID控制器的性能，使其适应控制系统的参数变化和工作条。3.6 PLC和变频器通讯（1）USS通讯协议简介它是一种基于串行总线进行数据通讯的协议。USS协议是主-从结构的协议，规定了在USS 总线上可以有一个主站和最多30 个从站；总线上的每个从站都有一个站地址（在从站参数中设定），主站依靠它识别每个从站；每个从站也只对主站发来的报文做出响应并回送报文，从站之间不能直接进行数据通讯。另外，还有一种广播通讯方式，主站可以同时给所有从

33、站发送报文，从站在接收到报文并做出相应的响应后可不回送报文。在使用USS协议之前，需要先安装西门子的指令库。USS协议指令在STEP7MICRO/WIN32指令树的库文件夹中，STEP7MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3个中断程序和8条指令来支持USS协议。调用一条指令时，将会自动地增加一个或几个子程序。（2）USS通讯协议库编程之前一定要将USS协议库添加进去，编程软件默认安装没有USS协议库的。USS_INIT指令：当EN输入接通时，每一循环都执行该指令。通过Mode输入值可选择不同的通讯协议：输入值为1，指定Port 0为USS协议并使能该协议；输入值为0，指定Port 0

34、为PPI并且禁止USS协议。Baud设置波特率为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。Active指示哪个驱动激活，有些驱动只支持地址0到30。4 调试和运行结果4.1硬件系统的调试按照系统设计要求将各硬件接线接好。调试过程首先检查总供电及各设备供电是否正常，然后检查设备的电气控制是否正常，能否正常开机，各种闸阀能否正常开启和关闭，检查仪表及控制系统是否正常。在对系统进行必要的检查后，开始具体调试。硬件功能调试主要是测试硬件的功能是否正常，这部分的调试内容包括：（1）供电线路的设置和检验，主要用万用表检测电路的连通是否实现，以及保证接线的正确

35、性，防止220V与24V线路的错位接线发生；（2）电机直接加三相电源调试，检测电机工作状态；（3）变频器单独调试，检测能否正常进行参数设置；（4）变频器加电机进行调试，检测能否正常进行变频调速，在外部控制模式下，控制端子是否能正常控制电机启动，调节电机转速等；（5）PLC单独检测，检查PLC单元能否正常工作，指示灯是否正常，该部分工作实际上在计算机模拟调试前就己经完成；（6）PLC加变频器联机调试，检查PLC、变频器是否能实现对此系统控制；经过测试，结果表明上述功能一切正常，可以进行总体调试。4.2软件系统的调试在STEP7-Micro/WIN32软件中，通过编程，将编好的程序下载到PLC中进

36、行运行调试，检查程序是否有错误，是否能够实现相应的功能控制。调试时，可根据功能模块分类分别调试，最后进行总体调试。 在该控制程序中，需要根据外界输入的状态来控制清污机、潜水泵，以及污泥回流泵的启停，因此需要按照液位传感器和液位差计反馈来的信息进行判断处理，然后再进行输出控制。4.3运行结果通过系统调试，能够实现PLC在系统控制中的手动、自动模式的控制。启动电源后按下手动或自动模式选择按钮，当在手动模式时，可通过各控制按钮实现对工业污水处理系统中各电机的控制运行同时相应的指示灯亮。当在自动模式时，在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行启停控制。自动控制系统过程包括：粗

37、格栅系统、潜水泵系统、细格栅系统、曝气沉砂系统、污泥回流系统、污泥脱水系统。启动自动运行按钮后，自动过程开始，启动潜水搅拌器和刮泥机。运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。在间歇运行过程时，粗格栅机运行20min定时到后停止运行2h，2h定时到后又开始运行20min。细格栅机粗格栅机相似。根据反馈回来的液位差状态控制清污机的运行与停止。而进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制：潜水泵系统启动首先开始启动潜水泵。检测液面高度，低于最低位传感器时，开始定时防止误判。定时到后，若仍低于最低位传感器，则停止潜水泵运行，否则潜水泵继续运行。检测液

38、面处于中位和高位传感器之间时，开始定时防止误判。定时到后，若液面仍持续处于高位传感器，则输出报警信号。而转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后通过变频器控制其进行工频运行还是变频运行，进行加速还是减速运行，同时控制分离机的运行与停止。污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制：污泥回流系统启动首先检测液面高低，若低于最低位传感器，启动定时。定时到，若液面仍低于最低位传感器则停止回流泵运行。若液面处于最高位和最低位之间，启动污泥回流泵。若液面高于最高位传感器时，启动定时。定时到，若液面仍处于最高位传感器时，输出报警信号。在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采用顺序控制方式，依次启动其

39、设备。控制系统能根据外界溶解氧仪检测反馈的模拟量信号输入的状态来控制清污机、潜水泵，以及污泥回流泵的启停，因此需要按照液位传感器和液位差计反馈来的信息进行判断处理，然后再进行输出控制。各模块程序在仿真软件上进行调试时也能实现相应功能的控制。基本上达到了系统设计的目标要求。5参考文献1常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 M.北京：机械工业出版社，2004. 2孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程 M.北京：清华大学出版社，2005.2.3唐宇毅.电厂含油工业污水处理的PLC控制系统设计D.广州：广东工业大学出版社，2005.4廖常初.PLC编程及应用 M.北京：机械工业出版社，2005

40、.5张培山，钟昆.基于PLC的工业污水处理厂自控系统的实现J.控制系统,2006.6李英辉，赵豫龙，戴青云.基于PLC的中水处理系统J.石家庄职业技术学院报,2008.7何献忠.工业工业污水处理的PLC控制应用J.湖南冶金职业技术学院学报，2004.8张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第3版）M.北京：机械工业出版社，2006.9程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析 M.北京：电子工业出版社，2008.10陶权，吴尚庆.变频器应用技术 M.广州：华南理工大学出版社.2009. 附件专业本科毕业论文管理制度与相关文件汇编大学教育科学学院系二零一三年七月目 录专业本科毕业论文写作规范3专业本

41、科毕业论文参考文献写作要求9专业本科毕业论文装订规范与要求20专业本科毕业论文指导教师工作要求22大学本科毕业论文（设计）封皮样式24学位论文独创性声明25大学本科生毕业论文任务书26大学本科生毕业论文评审书27大学教育科学学院本科毕业论文开题报告2013版28大学毕业论文（设计）指导记录32专业本科毕业论文写作规范为了加强对我院专业本科毕业论文工作的规范化管理，现将毕业论文写作过程中需遵循的格式规范做如下要求。一、毕业论文的选题与设计要求专业本科毕业论文的内容选题必须是心理学领域或与心理学相关的交叉领域课题，符合专业培养目标要求，具有一定的学术性。在研究设计与方法上必须采用实证研究范式，即相

42、关设计或因果实验设计，具体收集数据方法可用实验法、测验法、问卷法、访谈法、观察法。二、毕业论文的组成部分及写作要求（一）封面封面模板由学校统一制定，但封面的颜色由本学院规定。作者应将封面上的相关内容（毕业论文题目、学生姓名、学生学号、学院名称、专业名称、指导教师等）用计算机填写完成（注意适当对齐）后再套印输出，填写时注意修改封面模板上的届数及年月。印刷输出前请向学院办公室询问封面颜色和年月时间。（二）目录目录需通过WORD定义三级大纲形式自动生成目录。目录内容包含：中文题目与摘要页、英文题目与摘要页、正文各部分、参考文献、附录、致谢（或后记）、学位论文独创性声明。目录的二级标题与一级标题、三级

43、标题与二级标题在格式上应自动向内缩进2个字符；页码右对齐。字体采用宋体5号字，数字采用5号Times New Roman字体编排。中英文摘要页单独编排页码，页码居中采用罗马数字排序。（三）题目、摘要、关键词题目：说明该研究做了哪些方面的探讨以及研究中的变量有哪些。如果是相关研究，应指出是哪两个或几个变量之间的相关；如果是因果研究，要尽量讲清实验中的自变量和因变量是什么。应让读者根据题目就能判断该研究属于哪种类型。注意将所要研究的问题界定清楚，题目不要过大或含糊不清。此外，在题目中应尽量明确界定所要研究的被试群体，这一点尤其体现在发展研究上。应注意使题目简洁明了：题目一般在25个字以内，言简意赅

44、，尽量不使用副标题。为了便于检索，应在题目中拼写出所有的术语的全称，尽量避免使用缩略词。英文题目表达可以不与中文题目完全一致，但要求与中文题目内容要对应。摘要：是对全文内容的概括，方便论文检索，限500字以内。主要内容包括：目的（说明研究问题与对象）、方法（说明研究方法）、结果（概括主要结果）、结论（简要结论）。写作要求高度概括，独立成文；一般在500字以内；不包含任何论文中没有的内容；摘要中应该写出术语的全部名称，不要用缩略词；摘要不能出现文献引用。英文摘要(Abstracts)，主要内容包括：Objective; Method; Results; Conclusions。其表达可以不与中文

45、摘要完全一致，但要求与中文摘要内容要对应。关键词：是论文的文献检索标志，是表达文献主题概念的自然语言词汇。关键词是从论文的题名、层次标题和正文中选出来的能反映论文主题概念的词或词组。一般来说，每篇论文应选取35个词作为关键词，中英文一一对应。避免选用一些外延较广的词作为关键词，应从汉语主题词表和专业主题词表中选用。英文关键词(Key Words)，要求中文关键词内容要对应。以上内容写作时，中英文各占一页，中文在前，英文在后。（四）引言引言是用一段简短的文字提出本研究的问题。指出本研究问题的重要性及其应用价值，即作者对这一问题进行研究的原因。说明本研究问题与所属领域的以往研究有什么样的关系，在本

46、研究中主要解决的问题是什么（研究目的）。注意引言不要与摘要雷同。（五）正文正文是论文的核心部分，占主要篇幅。正文内容应该观点突出，言之有物，逻辑清晰，层次分明，结构完整，方法得当，论证严谨，资料真实，行文流畅，用语规范。论文正文字数不少于7000字。专业本科毕业论文的正文包括如下几部分内容：1、文献综述内容包括：核心概念界定、国内外研究概况、以往研究不足、问题提出、研究意义等。核心概念界定：包括内涵界定（抽象定义）和操作界定（操作性定义）。国内外研究概况：是对国内外相关研究的历史回顾与现状分析。以往研究不足：客观总结、评述以往研究存在的问题，进而有针对性的提出本研究的问题。问题提出：指出研究目

47、的，并逐条写出具体的研究假设。研究意义：包括理论意义与现实意义。2、研究方法内容包括：被试、研究工具、实验设计、研究程序、数据管理与分析等。被试：即研究对象。用简练的语言清楚地介绍被试的自然情况、取样情况、匹配情况、中途丢失情况等。研究工具：简要说明研究所用的实验仪器设备及其型号信息、各种实验材料、测量工具（问卷与量表）的来源及其信效度信息、计算机软件的版本信息。实验设计：如果是实验研究，还应该在研究工具与研究程序两部分之间加入实验设计。简要说明实验设计模式、自变量的种类及其处理水平、因变量的种类及其测量指标等。研究程序：说明研究过程的每一个步骤。如果是实验研究则包括指导语、刺激的呈现、具体的

48、实验范式及实验程序、以及无关变量的控制方法。如果是描述性或相关研究，则要说明访谈的程序、观察的过程、编码记分方法、问卷的编制过程、问卷的施测过程等。数据管理与分析：说明对研究数据管理与分析的软件，以及研究计划要使用的统计分析方法3、结果分析结果分析的主要任务是把数据的统计过程和统计结果以文字、表格或插图的形式表现出来，以展示研究所得到的客观结果。即要求运用恰当的统计分析方法对结果做描述统计与推论统计，分析统计数字背后的心理学规律。结果分析的写作应注意以下几点：只需列出数据的统计结果，不要列出原始数据，即只列描述统计和推论统计的结果。选择正确的统计分析方法，按合理的逻辑顺序报告结果。尽可能报告全

49、部结果，不要只报告有利的结果，而不报告不利的结果，以保证结果的真实性、客观性。只对数据结果做客观报告，并进行简单分析，揭示数据背后的规律，不需要做原因的解释和评论。字母符号：使用法定计量单位、符号和标准化、规范化的名词、术语。常用的统计学符号规定如下：样本代表的总体数为N，样本数为n，平均数为M，标准差为SD，t检验为t，F检验为F，卡方检验为，相关系数为r，显著性为p。以上符号均为斜体。表和图：凡是用文字已经说明的问题，尽量不用表和图。如已用表或图，则文中不必重复其数据，只需摘其要点即可。表和图不要重复表达同一内容。表要求设计科学，简洁明了。一律使用三线表，不用竖线。一般应把自变量作为列，因

50、变量作为行。表格要有表头（即表的标题），置于表格之上，标明表格序号，表格内的统计符号用斜体，数字采用5号Times New Roman字体编排。插图要有图题（即图的标题），置于图形之下。注意将图中的坐标名称、字符、数码标示清楚，并在图下方标出图号及名称。图线名称用汉字。同一个表格或插图不能分两页显示。图需清晰可读。4、讨论首先，讨论是对结果所得原因的解释，需要明确地说明所得研究结果与研究假设相一致还是推翻了研究假设。如果一致则要对产生该结果的原因进行深入解释，并在此基础上进行推论。即将统计所得结果通过逻辑推论上升到理论高度，这需要研究者通过充分运用已经收集到的文献资料，来分析为什么会得出这样的

51、结果，进而得出有关心理机制的科学结论。如果不一致，也要分析原因，通常在假设依据充分的情况下，要考虑是否是由于研究方法问题，导致结果与假设的不一致。其次，讨论部分应该将本研究的结果与其他相关研究的结果进行比较，从而进一步分析二者存在的共同特点和规律，用其他研究的结果支持自己研究的推论。第三，讨论时还应指出研究结果的意义，通常可以针对研究结果的发现，给出相应的应用建议，如教育建议、工作建议等等。最后，讨论还必须对本研究的不足之处、局限性、或可进一步探讨的研究问题有明确的论述。写讨论应注意避免重复结果分析中对数据的说明，尽量不要再出现统计数字；研究结果就是论文的论点，要证明论点应注意避免就事论事，主

52、观推测，论证要拿出充分的理论、研究、及事实论据。5、结论结论是在讨论的基础之上，以简明扼要的文字对研究结果做出高度概括的推论。一般逐条列举出结论，语言表达要明确，不能有含糊不清或模棱两可的含义。结论（结果推论）不能对研究获得的结果进行夸大或缩小，对所提出的假设未能充分证明之处也不要回避。结论中不应再出现具体的统计数字的结果。以上15各部分内容标题采用1；1.1；1.1.1的三级顺序编码制。（六）参考文献最新的心理学论文写作规范废止了参考文献著录”顺序编码制”，而是采用APA“著者-出版年制”。我系参照心理学报参考文献著录格式（著者-出版年制），专门制定了专业本科毕业论文参考文献写作要求。正文中

53、的文献引用：使用著者-出版年引用法（英文文献著者只写英文姓氏，中文文献著者需写全姓名）。作者可以根据行文需要灵活安排位置，既可作为句子的一个成分，也可放在引用句尾或其他适当位置的括号中。正文后的文献列表：先列中文文献，后列英文文献。文献按著者姓氏字母顺序排列；著者相同，按出版年排列；著者和出版年都相同，按文题的首字母顺序排列，出版年后加a、b、c常见的参考文献格式要求如下：期刊：著者姓, 名. (出版年份). 文题. 刊名, 卷号, 起止页码.著作：著者姓, 名. (出版年份). 书名. 出版地：出版者.论文集：著者姓, 名. (出版年份). 文题. 见（In） 编者名姓(中文写姓名). 论文

54、集名(卷号, 页码范围). 出版地：出版者.此外，专业本科毕业论文还要求文献在数量上至少要有8篇以上，其中至少3篇为外文文献；3篇以上为近5年内发表的文献。（七）附录附录是正文的补充，必要时才列出。附录有助于读者了解、评估或者重复这项研究。常见的附录包括数学证明、大型表格、词表、问卷或其他调查工具、计算机程序等。一篇论文可以有多个附录。如果只有一个附录，只用“附录”即可；如果有多个附录，则需有序号，如“附录一”、“附录二”等，每个附录必须有题目。（八）致谢（或后记）致谢一般是对在学位论文的研究和写作过程中予以作者帮助的人和机构的感谢。致谢一般不宜篇幅过长。后记一般是对在论文研究和写作过程的感悟

55、，亦可包括相关致谢内容，但要注意与前面的“结论”相区分。一般二者取其一即可。（九）学位论文独创性声明学院有统一的内容模板。论文作者和导师要在认真阅读声明并理解声明的意义前提下，学生与导师均需要由本人亲笔手写签名，一旦签名即意味着作者同意声明中的内容，并承担相应的责任。三、毕业论文排版要求纸型：A4。页边距：上、下、右的页边距2厘米，左页边距2.7厘米（便于左侧装订）。正文：非标题汉字字体为宋体小四号字，全文的英文与数字采用Times New Roman字体；标准默认字间距；行间距为固定值23磅；每页上有一横线页眉，页眉处用小五号宋体写明论文标题；页脚正中要有页码，页码数字采用阿拉伯数字，用Times New Roman字体编排。正文的一级标题，用小三号黑体；二级标题，用四号黑体；三级标题，用小四号黑体。各级标题均要顶格写，单独一行。系2013年7月制定专业本科毕业论文参考文献写作要求总体要求1 正文中引用的文献与文后的文献列表要完全一致。n 文中引用的文献可以在正文后的文献列表中找到；文献列表的文献必须在正文中引用。2 文献列表中的文献著录必须准确和完备。3 文献列表的顺序n 文献列